Apa itu Layer 2, dan Mengapa Ini Sangat Penting?

Sebagai analogi sederhana, bayangkan sebuah perusahaan besar dengan volume bisnis yang besar. Untuk menangani sebagian beban kerja ini, mereka mendirikan anak perusahaan. Perusahaan induk mewakili Lapisan 1, sedangkan anak perusahaan mewakili Lapisan 2. Dengan cara ini, beban perusahaan induk berkurang.

Pertama, kita perlu mendefinisikan apa itu Layer 1: Jaringan Layer 1 adalah lapisan dasar atau infrastruktur lapisan paling bawah dari blockchain. Juga disebut sebagai mainnet atau “Layer 1,” tidak hanya mendefinisikan aturan inti ekosistem tetapi juga memverifikasi dan menyelesaikan transaksi, seperti yang terlihat pada contoh-contoh seperti Ethereum, Bitcoin, dan Solana.

Blockchain lapisan 1 biasanya dimulai dengan fokus pada desentralisasi dan keamanan – keduanya merupakan prinsip utama dari jaringan yang baik – dan dikelola oleh jaringan global yang beragam dari para pengembang dan partisipan (seperti validator), dengan sedikit pengecualian.

Lihat juga: Apa Itu Teknologi Blockchain?

Karena tidak adanya otoritas atau pengawasan pusat, platform ini menuntut keamanan yang melekat pada teknologi itu sendiri untuk melindungi pengguna dari penipuan dan serangan. Karena prioritas dalam desain ini, belum lagi sumber daya yang signifikan yang dibutuhkan untuk mempertahankan ekosistem yang berfungsi penuh, mereka sering kali tidak memiliki skalabilitas.

Walaupun beberapa pengembang melihat ketidakmampuan untuk menyeimbangkan keamanan, desentralisasi, dan skalabilitas sebagai kekurangan yang tidak dapat dihindari dalam teknologi ini (disebut sebagai trilema blockchain), solusi Layer 2 seperti rollup pada Ethereum dan Lightning Network pada Bitcoin adalah salah satu solusi untuk mengatasi masalah ini.

Apakah yang dimaksud dengan Layer 2?

Lapisan 2 mengacu pada serangkaian solusi off-chain yang dibangun di atas Lapisan 1 (blockchain independen) yang mengurangi kemacetan melalui skalabilitas dan pengurangan data. Bayangkan seperti dapur restoran-jika setiap pesanan harus diselesaikan oleh satu orang dari awal hingga akhir sebelum konfirmasi dan pengiriman, itu akan menjadi proses yang lambat, dengan hanya beberapa pesanan yang diselesaikan per jam. Tetapi Layer 2 seperti stasiun persiapan-ada satu untuk membersihkan dan memotong, satu untuk memasak, satu untuk merakit hidangan-memungkinkan tugas-tugas untuk difokuskan dan diselesaikan dengan lebih efisien. Ketika waktunya tepat, staf terakhir dapat mencocokkan setiap hidangan yang telah dirakit dengan pesanan dan mengonfirmasikannya sebelum mengirimnya ke tujuan akhir (pelanggan).

Platform pembayaran seperti Visa juga menggunakan sistem yang serupa. Visa tidak memproses ribuan transaksi mikro harian dari vendor secara individual, yang akan menyumbat jaringan dalam hitungan menit; sebaliknya, Visa mengumpulkan transaksi-transaksi tersebut dan menyimpannya secara berkala dalam sistem perbankan. Kemudian, bank mengelompokkan dan menyimpan transaksi melalui lapisan penyelesaian internal yang setara. Dalam skenario ini, Visa berfungsi sebagai Lapisan 2 dan jaringan institusi dan jaringan pemerintah yang lebih luas, yang menyimpan catatan transaksi dan menentukan aturan industri keuangan di Lapisan 1.

Ethereum juga menggunakan metode yang sama melalui fitur-fitur seperti rollup optimis dan zero-knowledge (ZK), yang meringankan beban pengelolaan transaksi di mainnet, yang mengarah pada inklusivitas dan throughput transaksi yang lebih besar (transaksi yang lebih tinggi per detik). Semua ini menghasilkan pengalaman pengguna yang lebih mulus dan praktis. Contoh solusi Layer 2 di Ethereum termasuk Arbitrum, Optimism, Loopring, dan zkSync.

Permintaan untuk Layer 2

Teknologi blockchain muncul pada tahun 2008. Sejak saat itu, ribuan peneliti dan pengembang telah berdedikasi untuk mengatasi hambatan skalabilitas blockchain untuk memenuhi permintaan aplikasi yang terus meningkat. Hambatan ini telah menyebabkan biaya transaksi yang tinggi, kecepatan eksekusi yang lambat, dan telah menjadi batu sandungan bagi adopsi teknologi blockchain secara umum.

Vitalik Buterin, salah satu pendiri Ethereum, pertama kali mengajukan konsep “blockchain trilemma“, dengan alasan bahwa blockchain tidak dapat secara bersamaan mencapai skalabilitas, keamanan, dan desentralisasi. Para pengembang harus membuat trade-off di antara ketiga dimensi ini. Jaringan blockchain saat ini hanya dapat memenuhi dua dari dimensi ini secara bersamaan.

Layer 2 adalah sebuah teknologi yang sedang berkembang yang berargumen bahwa keterbatasan skalabilitas pada blockchain disebabkan oleh tugas-tugas berlebihan yang harus diselesaikan oleh blockchain. Terdapat tiga fungsi inti dari blockchain saat ini:

• Eksekusi transaksi: memproses dan menyelesaikan transaksi. Ukurannya adalah jumlah kalkulasi (termasuk jumlah transaksi) yang dapat diselesaikan oleh blockchain per detik.
• Ketersediaan data: node dan validator dalam jaringan perlu menyimpan transaksi, status, dan data lainnya. Ukurannya adalah unit penyimpanan standar, seperti MB dan GB.
• Konsensus: node dan validator harus mencapai konsensus tentang status jaringan dan urutan transaksi. Ukurannya adalah tingkat desentralisasi dan kecepatan finalitas, atau waktu yang dibutuhkan untuk semua node untuk menyetujui perubahan status.

Mengapa Lapisan 2 Penting?

Meskipun desentralisasi dan keamanan merupakan fitur dari Layer 1 atau mainnet Ethereum, adopsi pasar selama bertahun-tahun telah membawa jaringan ini ke kapasitas saat ini, yaitu lebih dari 1,5 juta transaksi per hari. Selain itu, karena keterbatasan mainnet dalam memproses sekitar 15 transaksi per detik, periode aktivitas jaringan yang tinggi sering kali menyebabkan kemacetan data. Hal ini, pada gilirannya, mengakibatkan kenaikan gas (biaya transaksi) dan memperlambat kinerja aplikasi, meskipun hal ini mungkin tidak terlihat dalam pasar bearish saat ini, namun jelas bahwa kita tidak akan selalu berada dalam pasar bearish.

Untuk mengatasi masalah ini, Layer 2 memperluas Ethereum sebagai blockchain terpisah di atas jaringan Layer 1. Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, ia berkomunikasi melalui smart contract di Ethereum dengan model keamanan terdesentralisasi yang kuat, membantu meringankan beban transaksi yang berat di jaringan utama. Pada dasarnya, ketika Layer 1 menangani keamanan, ketersediaan data, dan desentralisasi, Layer 2 berurusan dengan skalabilitas yang berhubungan dengan transaksi.

Dalam kebanyakan kasus, blockchain Layer 1 memiliki:

• Jaringan node untuk melindungi dan memverifikasi jaringan
• Jaringan penghasil blok
• Blockchain utama dan data transaksi
• Mekanisme konsensus terkait

Perbedaannya dengan Layer 2 adalah bahwa ia menyediakan:

• Pengurangan biaya: Lapisan 2 menggabungkan beberapa transaksi off-chain ke dalam satu transaksi Lapisan 1, membantu mengurangi beban data. Mereka juga menjaga keamanan dan desentralisasi dengan menyelesaikan transaksi di mainnet.
• Kepraktisan: Dengan keuntungan gabungan dari transaksi yang lebih tinggi per detik dan biaya yang lebih rendah, proyek-proyek Layer 2 dapat fokus pada peningkatan pengalaman pengguna dan memperluas cakupan aplikasi.

Sebagian besar masalah skalabilitas terkait dengan desentralisasi. Tidak seperti bank tradisional yang memiliki pendekatan regulasi pembayaran yang tertutup dan lebih efisien, transaksi dan manajemen data blockchain harus melalui serangkaian langkah sistematis, seperti penerimaan, validasi, dan distribusi di jaringan (dengan ribuan partisipan), dengan tetap menjaga keamanan dan transparansi.

Bagaimana Cara Kerja Layer 2?

Protokol Layer 2 menyediakan kerangka kerja kedua di mana transaksi dapat terjadi secara terpisah dari Layer 1. Ini berarti sejumlah besar pekerjaan yang dilakukan oleh rantai utama dapat dipindahkan ke Layer 2. Kemudian, aplikasi Layer 2 mempublikasikan data transaksi ke Layer 1 dan dilindungi dalam buku besar dan riwayat blockchain.

Seperti platform terbuka atau tertutup lainnya, aksesibilitas ke Layer 2 juga bervariasi. Beberapa dapat digunakan oleh berbagai aplikasi, sementara yang lain memenuhi keinginan proyek tertentu. Meskipun demikian, beberapa komponen utama yang dimanfaatkan oleh Layer 2 termasuk rollup dan sidechain.

Rollup (Penggulungan) Lapisan 2 (Rollups)

Rollups adalah tipe khusus dari solusi Layer 2 yang mengeksekusi ratusan transaksi di luar rantai, mengompresnya menjadi satu data ringkas sebelum menerbitkannya kembali ke mainnet untuk ditinjau dan diperdebatkan oleh siapa pun jika dianggap mencurigakan. Dengan demikian, rollup tidak hanya meningkatkan keamanan Ethereum tetapi juga dapat mengurangi biaya gas hingga 10-100 kali lipat.

Meskipun rollup membantu dalam penyetoran, penarikan, dan validasi bukti, terdapat variasi halus dalam cara kerja rollup, seperti rollup Optimism dan ZK, yang mempublikasikan data kembali ke Layer 1.

Rollup Optimis

Rollup optimis menjalankan semua transaksi secara paralel dengan rantai utama Ethereum dan kemudian mempublikasikan data kembali ke Layer 1. Pengguna diberi insentif untuk bertransaksi pada Layer 2 ini karena biaya rendah yang kompetitif. Jika ada kecurigaan terhadap transaksi yang curang, transaksi tersebut dapat ditantang dan dinilai melalui bukti-bukti penipuan. Dalam skenario ini, rollup mengoperasikan perhitungan transaksi dengan data status yang tersedia. Dibandingkan dengan rollup ZK (dijelaskan di bawah), ini berarti waktu keluar yang sedikit lebih lama untuk melakukan rollup dan menarik dana ke Layer 1. Akan tetapi, pengguna rollup “di dalam” masih menerima konfirmasi transaksi dengan cepat.

Secara umum, rollup Optimis kompatibel dengan Ethereum Virtual Machine (EVM) dan Solidity, yang berarti apa pun yang mungkin terjadi di Ethereum Layer 1 dapat direplikasi di Layer 2.

Contoh rollup Optimis termasuk Arbitrum, Optimisme, dan Boba.

Rantai Samping (Sidechains)

Dari proyek-proyek seperti xDai dan Polygon PoS, sidechain adalah blockchain independen yang kompatibel dengan EVM yang berjalan secara paralel dan berinteraksi dengan mainnet melalui jembatan. Karena mereka menggunakan mekanisme konsensus yang terpisah dan tidak dilindungi oleh Layer 1, maka secara teknis tidak dianggap sebagai Layer 2. Akan tetapi, fungsinya mirip dengan Ethereum karena meniru EVM. Akan tetapi, sidechain memiliki risiko yang lebih besar bagi operator karena pengguna mempercayai mereka dengan

dana mereka daripada protokol Ethereum (atau Layer 2 yang sesuai). Catatan: (Polygon telah menyelesaikan beberapa akuisisi melalui M&A, sehingga istilah “sidechain” mungkin tidak akurat lagi).

Validium

Validium, seperti StarkWare, menggunakan bukti validitas (mirip dengan rollup ZK) tetapi tidak menyimpan data pada Layer 1. Beberapa rantai validitas dapat berjalan secara paralel, dengan masing-masing mampu memproses sekitar 10.000 transaksi per detik. Akan tetapi, karena kebutuhan akan bahasa yang lebih khusus, dukungan untuk smart contract umum menjadi terbatas.

Sidechain dan Validium adalah blockchain yang berjalan secara paralel dengan Ethereum dan berinteraksi dengan aset melalui jembatan yang terhubung ke mainnet. Mereka tidak mendapatkan keamanan atau data dari Ethereum itu sendiri, jadi mereka tidak dianggap sebagai Layer 2 yang tepat seperti rollup Optimistic atau ZK. Hal ini terutama mengingat potensi implikasi keamanan dan kepercayaan. Akan tetapi, keduanya memperluas skalabilitas yang mirip dengan Layer 2 dengan menyediakan biaya transaksi yang lebih rendah dan throughput yang tinggi.

ZK Rollups

Dibandingkan dengan rollups Optimis, rollups ZK menghasilkan bukti kriptografi untuk memverifikasi keaslian transaksi. Bukti-bukti ini (dipublikasikan ke Layer 1) disebut bukti validitas atau SNARK (Succinct Non-interactive Argument of Knowledge) atau STARK (Scalable Transparent Argument of Knowledge).

Rollup ZK lebih efisien karena mempertahankan status semua transfer pada Layer 2, yang diperbarui hanya melalui bukti validitas. Karena rollup ZK tidak membutuhkan data transaksi lengkap, maka lebih mudah untuk memverifikasi blok dan memindahkan token utama Ethereum, Ether (ETH), ke Layer 1. Bukti validitas (yang diterima oleh kontrak rollup ZK) telah memverifikasi keaslian transaksi. Dengan kata lain, mereka tidak memiliki dukungan EVM penuh dan menjalankan komputasi lebih intensif untuk aplikasi dengan aktivitas on-chain yang lebih sedikit.

zkSync dan Starkware sama-sama menggunakan solusi zk-proof, tetapi ada perbedaan:

• Meskipun Starknet secara teknis merupakan ZKRollup (ketersediaan data on-chain), pada dasarnya Starknet adalah sebuah Validium: arsitektur VM Kairo saat ini tidak mengizinkan pemberlakuan transaksi sewenang-wenang melalui L1.
• Mekanisme Validium mirip dengan zkRollup, tetapi satu perbedaannya adalah ketersediaan data di zkRollup bersifat on-chain, sedangkan Validium menjaganya tetap off-chain. Hal ini memungkinkan Validium untuk mencapai throughput yang lebih tinggi – tetapi bagian yang terpusat ini ada harganya: Operator Validium dapat membekukan dana pengguna. Sedangkan zkSync sepenuhnya terdesentralisasi.

Mengapa Begitu Banyak Layer 2?

Meskipun kita telah membahas Layer 2 utama (rollup optimis, rollup ZK, dan sidechain), ekosistem ini terus berkembang, dengan beberapa aplikasi yang pada akhirnya ditinggalkan, seperti Plasma dan state channel.

Lebih Banyak Sumber Daya dan Pertimbangan Lapisan 2

Karena Layer 2 ini masih dalam tahap awal, masih ada risiko dan berbagai tingkat asumsi kepercayaan yang salah dibandingkan dengan bertransaksi di mainnet. Yang juga perlu diperhatikan adalah bahwa meskipun memanfaatkan keamanan lapisan mainnet, Layer 2 hanya benar-benar aman ketika bukti-bukti penipuan diaktifkan, yang mana (pada saat artikel ini ditulis) belum diaktifkan.

Jembatan blockchain (yang dapat digunakan orang untuk memindahkan aset ke Layer 2) juga masih dalam tahap awal pengembangan dan memiliki risiko yang tinggi. Mengingat semua ini, disarankan untuk melakukan uji tuntas yang menyeluruh sebelum terlibat dalam Layer 2 apa pun, melalui sumber daya seperti L2BEAT, antara lain.